Системи автоматизації конструкторського проєктування
Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Код дисципліни: 7.122.02.O.008
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Системи автоматизованого проектування
Лектор: Корпильов Д.В.
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Завдання навчальної дисципліни відповідно до освітньої програми (окрім дисциплін вільного вибору)
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Загальні компетентності:
• ІНТ. Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у галузі комп’ютерних наук або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів інформаційних технологій і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
• ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
• ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
• ЗК3. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
• ЗК7. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
• ЗК8. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
• ЗК9. Здатність працювати в команді.
• ЗК11. Здатність приймати обґрунтовані рішення.
Фахові компетентності:
• ФК6. Здатність до системного мислення, застосування методології системного аналізу для дослідження складних проблем різної природи, методів формалізації та розв’язування системних задач, що мають суперечливі цілі, невизначеності та ризики.
• ФК7. Здатність застосовувати теоретичні та практичні основи методології та технології моделювання для дослідження характеристик і поведінки складних об'єктів і систем, проводити обчислювальні експерименти з обробкою й аналізом результатів. ФК8. Здатність проектувати та розробляти програмне забезпечення із застосуванням різних парадигм програмування: узагальненого, об’єктно-орієнтованого, функціонального, логічного, з відповідними моделями, методами й алгоритмами обчислень, структурами даних і механізмами управління.
• ФК9. Здатність реалізувати багаторівневу обчислювальну модель на основі архітектури клієнт-сервер, включаючи бази даних, знань і сховища даних, виконувати розподілену обробку великих наборів даних на кластерах стандартних серверів для забезпечення обчислювальних потреб користувачів, у тому числі на хмарних сервісах.
• ФК10. Здатність застосовувати методології, технології та інструментальні засоби для управління процесами життєвого циклу інформаційних і програмних систем, продуктів і сервісів інформаційних технологій відповідно до вимог замовника.
• ФК11. Здатність до інтелектуального аналізу даних на основі методів обчислювального інтелекту включно з великими та погано структурованими даними, їхньої оперативної обробки та візуалізації результатів аналізу в процесі розв’язування прикладних задач.
Результати навчання: Результати навчання відповідно до освітньої програми, методи навчання і викладання, методи оцінювання досягнення результатів навчання
У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: …
В результаті вивчення дисципліни, фахівець повинен знати:
? архітектуру конструкторських САПР РЕЗ і ЕОЗ;
? методи і засоби формалізованого запису конструкторських модулів РЕЗ і ЕОЗ з врахуванням заданих і технологічних обмежень;
? методи та засоби автоматизованого проектування конструкції РЕЗ і ЕОЗ;
? методи і засоби автоматизованого аналізу і перевірки конструктивних вузлів;
? місце та роль конструкторських САПР серед інших автоматизованих систем в інтегрованих САПР з наскрізним проектуванням РЕЗ і ЕОЗ;
? основні напрямки та перспективи розвитку конструкторських САПР.
Підготовлений фахівець повинен вміти:
? розробляти формальні процедури для реалізації процесу конструкторського проектування (розрахунок елементів, компоновка РЕЗ і ЕОЗ, розміщення компонентів в множинному просторі, трасування з’єднань, верифікація результатів конструкторського проектування);
? орієнтуватись у можливостях застосування існуючих програмних засобів конструкторського проектування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: -Дискретні моделі в САПР
-Теорія прийняття рішень
-Розробка систем комп’ютерного проектування
Короткий зміст навчальної програми: В результаті вивчення дисципліни, фахівець повинен знати:
- архітектуру конструкторських САПР РЕЗ і ЕОЗ;
- методи і засоби формалізованого запису конструкторських модулів РЕЗ і ЕОЗ з врахуванням заданих і технологічних обмежень;
- методи та засоби автоматизованого проектування конструкції РЕЗ і ЕОЗ;
- методи і засоби автоматизованого аналізу і перевірки конструктивних вузлів;
- місце та роль конструкторських САПР серед інших автоматизованих систем в інтегрованих САПР з наскрізним проектуванням РЕЗ і ЕОЗ;
- основні напрямки та перспективи розвитку конструкторських САПР.
Підготовлений фахівець повинен вміти:
- розробляти формальні процедури для реалізації процесу конструкторського проектування (розрахунок елементів, компоновка РЕЗ і ЕОЗ, розміщення компонентів в множинному просторі, трасування з’єднань, верифікація результатів конструкторського проектування);
- орієнтуватись у можливостях застосування існуючих програмних засобів конструкторського проектування.
Опис: X семестр
І частина. „Основні аспекти і методологія автоматизованого конструювання РЕЗ і ЕОЗ”
Концепції побудови конструкторських САПР.
Основні галузі використання конструкторських САПР. Методологія автоматизованого конструювання РЕЗ і ЕОЗ. Підсистеми конструкторських САПР. Лінгвістичне забезпечення конструкторських САПР. Розробка програмного забезпечення конструкторських САПР. Об’єктивна оцінка складності задач конструкторського проектування. Інформаційне забезпечення конструкторських САПР. Технічне забезпечення конструкторських САПР.
Математичні методи в конструкторському проектуванні РЕЗ ЕОЗ.
Методи контролю правильності алгоритмів в САПР. Математичні моделі об’єктів проектування. Математичний апарат рішення конструкторських задач в САПР: цілочисельне програмування, динамічне програмування, комбінаторні методи (гілки та границі), пошукова оптимізація (локальна оптимізація).
Типові задачі конструкторського етапу проектування РЕЗ і ОЕЗ.
Прогнозування монтажних характеристик конструкцій. Задача покриття функціонально-логічної схеми типовими модулями із заданого набору. Компоновка: постановка задачі, обмеження і критерій оптимальності. Конструктивний і функціональний варіанти розв’язку задачі компоновки.
ІІ частина. „Алгоритми розв’язку основних задач конструкторського проектування РЕЗ і ОЕЗ.
Розміщення конструктивних модулів.
Постановка задачі. Критерії оптимальності і системи конструктивно-технологічних обмежень. Класифікація алгоритмів. Точні методи. Наближені методи.
Трасування електричних з’єднань.
Постановки задач і основні обмеження. Класифікація алгоритмів. Моделі робочого поля. Побудова мінімальних дерев. Послідовність трасування з’єднань. Рішення задачі розшарування. Трасування бінарних з’єднань (хвильовий алгоритм, канальні алгоритми, топологічні методи).
Верифікація і документування результатів проектування.
Перевірка системи КТО. Відновлення схеми по спроектованій топології і її порівняння із вихідним завданням. Документування результатів синтезу топології.
Існуючі конструкторські САПР РЕЗ і ЕОЗ.
Порівняльний аналіз існуючих САПР топології. Тенденції розвитку САПР. Кремнієві компілятори, інтелектуальні САПР, експертні системи, наскрізні САПР, перехід до апаратної реалізації алгоритмів.
Методи та критерії оцінювання: поточний контроль (50%): поточні звіти з лабораторних робіт і контрольні роботи, реферати і усне опитування ;
підсумковий контроль (50%, екзамен): виконання тестових завдань.
Критерії оцінювання результатів навчання: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Петренко А.И. и др. Автоматизация конструирования больших интегральных микросхем. К. – Высш. шк. – 1983. – 312с.
2. Теория и методы автоматизации проектирования вычислительных систем. /Под ред. М. Брейера. – Мир. М. – 1977. – 312с.
3. Автоматизация проектирования БИС. /Под ред. Г.Г.Казенова. – М. – Выщ. шк. – 1990. в 6 кн.
4. Норенков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированого проектирования электронной и вычислительной апаратури. – М. – Высш. шк. – 1983. 272с.
5. Б.К. Лебедев. Методы поисковой адаптации в задачах автоматизированого проектирования СБИС. – Таганрог, ТРТИ, 2000, 192с.
6. Р.А. Мельник. Алгоритми ієрархічного моделювання площинної та просторової топології НВІС. –Львів: «Львівська політехніка».1999.- 140 с.
7. Література до практичних (семінарських) занять.
8. Курейчик В.М. Математическое обеспечение конструкторского и технологического проектирования с применением САПР. – М. – Радио и связь. – 1990. – 352с.
9. Деньдобренко Б.Н., Малика А.С. Автоматизация конструирования РЭА. – М.– Высш. шк. – 1980. – 384с.
10. Морозов. К.К. и др. Автоматизированное проектирование конструкций радиоелектронной апаратуры. – М. – Радио и связь. – 1983.
11. Селютин В.А. Машинное конструирование электронных устройств. – М. – Сов. радио – 1977. – 384с.
12. Гліненко Л.К., Смердов А.А. Технологія інженерного проектування. – Львів. – НУ»ЛП» - 2004.- 388с.
13. Література до лабораторних занять.
14. Маров М. Эффективная работа: 3dmax 4. – СПб.: Питер, 2002. – 864с.
15. Разевиг В.Д. Система проектирования. OrCAD 9.2.-М.: Солон –Р, 2003, 528с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).